启动代码的基本组成

只看该作者 · 2024-12-30 18:06

在 STM32 微控制器开发中，Keil MDK是一个常用的集成开发环境。启动代码是每个 STM32 项目中至关重要的一部分，它负责初始化硬件、设置中断向量表，并为主程序执行做好准备。这个启动代码通常由 Keil 编译器自动生成，但理解其中的内容是非常重要的，特别是在开发嵌入式系统时。
启动代码的基本组成启动代码的主要功能是：

设置堆栈指针。
初始化中断向量表。
初始化静态变量。
调用系统初始化函数。
进入主程序。

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一般情况下，STM32 的启动代码会包含以下几个部分：

1. 链接器脚本和启动文件的初始化
Keil 使用链接器脚本来指定各个代码段、数据段、堆栈和堆的位置。STM32 启动文件通常包括：

启动汇编代码：这部分代码通常是汇编语言编写的，用于完成微控制器的基本硬件初始化工作。
C 语言的系统初始化函数：这部分代码由 C 语言编写，负责进一步初始化系统，如时钟配置、外设初始化等。

只看该作者 · 2024-12-30 18:07

堆栈指针初始化
当 MCU 启动时，首先会加载中断向量表，它包含了 MCU 启动时的所有中断处理程序。堆栈指针（SP）是指向栈内存位置的指针，在启动时会通过中断向量表的第一个地址设置。

asm
复制代码
.section .isr_vector, "a", %progbits
.weak __initial_sp
.set __initial_sp, _estack
.global __initial_sp
_estack 是堆栈的末尾地址，通常是链接器脚本中定义的一个符号。__initial_sp 是栈指针的初始值。

只看该作者 · 2024-12-30 18:07

中断向量表（Interrupt Vector Table）
STM32 的中断向量表通常位于程序的开头位置，它是一个数组，其中存储了每个中断类型的处理函数地址。启动时，MCU 会首先加载此表，初始化各个中断类型。

在启动代码中，你会看到类似以下内容：

asm
复制代码
.section .isr_vector, "a", %progbits
.long _estack                /* 堆栈的初始位置 */
.long Reset_Handler          /* 复位中断 */
.long NMI_Handler          /* 非屏蔽中断 */
.long HardFault_Handler    /* 硬故障中断 */
/* 其余的中断处理程序 */
这段代码中的 Reset_Handler 就是复位后的中断处理程序。它是 MCU 上电复位后的第一条指令，负责后续初始化。

只看该作者 · 2024-12-30 18:07

复位中断处理程序（Reset Handler）
复位处理程序是启动代码中的第一个 C 函数，它在 MCU 上电后执行，并负责初始化系统的硬件和软件。

通常，复位处理程序的实现大致如下：

c
复制代码
void Reset_Handler(void) {
// 1. 初始化数据段
uint32_t *src, *dst;

// 将初始化数据从 flash 区复制到 SRAM 区
src = &_sidata;
dst = &_sdata;
while (dst < &_edata) {
*dst++ = *src++;
}

// 2. 清零未初始化数据段
dst = &_bss;
while (dst < &_ebss) {
*dst++ = 0;
}

// 3. 调用系统初始化函数（如时钟配置）
SystemInit();

// 4. 调用主程序
main();
}
&_sidata 是存放初始化数据的 flash 区的起始地址，&_sdata 是目标数据段的起始地址。
_edata 和 _bss 分别是数据段和未初始化数据段的结束地址。

只看该作者 · 2024-12-30 18:07

复位中断处理程序（Reset_Handler）是嵌入式系统中启动时的第一个 C 函数，它负责完成系统初始化工作，包括将初始化的数据从 Flash 区域复制到 SRAM，以及清零未初始化的数据区（.bss 段）。

只看该作者 · 2024-12-30 18:07

它会调用 SystemInit 函数进行系统级的初始化（如时钟配置等），最后会跳转到 main() 函数，开始正常的应用程序运行。

只看该作者 · 2024-12-30 18:07

初始化 .data 段：将存放在 Flash 区域的初始化数据复制到 SRAM 中。
清零 .bss 段：将未初始化的数据区清零，以保证数据的正确性。
调用 SystemInit：进行系统级初始化，如时钟配置等。
跳转到 main()：系统初始化完成后，程序将进入主应用逻辑。

只看该作者 · 2024-12-30 18:08

时钟初始化（SystemInit）
在启动文件中，SystemInit() 通常是由 system_stm32f0xx.c 等文件提供的系统初始化函数，它负责配置 MCU 的时钟、外设等硬件。

示例：

c
复制代码
void SystemInit(void) {
// 配置时钟源
// 可能会设置 PLL、外部晶振等
}

只看该作者 · 2024-12-30 22:56

启动代码的执行流程总结：
MCU 上电或复位，处理器开始执行从 Reset_Handler 开始的指令。
初始化堆栈指针：堆栈指针指向 _estack。
初始化中断向量表：加载中断处理程序的地址。
调用复位中断处理程序（Reset Handler）：
初始化数据段和 BSS 段。
调用 SystemInit() 配置系统硬件（如时钟、外设）。
最后调用 main() 进入应用程序。
主程序 main() 运行，开始执行应用逻辑。

只看该作者 · 2024-12-30 22:56

启动代码的执行流程总结：
MCU 上电或复位，处理器开始执行从 Reset_Handler 开始的指令。
初始化堆栈指针：堆栈指针指向 _estack。
初始化中断向量表：加载中断处理程序的地址。
调用复位中断处理程序（Reset Handler）：
初始化数据段和 BSS 段。
调用 SystemInit() 配置系统硬件（如时钟、外设）。
最后调用 main() 进入应用程序。
主程序 main() 运行，开始执行应用逻辑。

只看该作者 · 2024-12-30 22:56

在 STM32 项目中，Keil MDK 的启动代码负责了系统的初始化和应用程序的启动。理解启动代码的工作原理对于嵌入式开发至关重要。启动代码通常由 Keil 自动生成，但你仍然需要了解每个步骤的功能和作用，以便在遇到需要修改硬件初始化、调试系统或修改链接器脚本时能够做出正确的调整。